(Rheology And Printability of Water Washable Waterless Ink)

　　可水洗无水油墨这个概念提出至少有10年了。然而，它在印刷适性、可水洗性和生产性能方面所带来的问题妨碍了其商业化进程。目前，第一批具有良好印刷适性又不存在生产问题的可水洗无水油墨已投放市场。现在已经在两个不同的新型无水油墨系统中测定该油墨的连续流动性及串墨性，确定它的光泽度、印刷适性及印刷性能等物理性质之间的关系。这两个系统的Tanδ和粘性n等参数各不同，这些参数与印刷适性以及印刷性能有很大关系。性能最好的系统，粘性（G″）与弹性模量（G′）的比值与普通胶状油墨相近。在串墨频率不高的情况下可以观察到油墨的平滑度和光泽度变化情况。在串墨频率高的情况下可以观察到更多的弹性性能。在耐磨性测试中，高光泽可水洗无水油墨表现出惊人的性能。在印刷五分钟后测量发现，这种油墨的耐磨性比普通无水油墨在印刷一天后测的耐磨性还好。

　　油墨的流变性决定了整个工艺的生产率和印刷适性。该研究是为了着手调查新的供墨系统在生产、印刷性能和印刷适性方面对油墨流动性的影响因素。

　　现代印刷油墨技术主要包括柔印、凹印及平印的油墨。平印的耐印力中等偏上，速度可以很高（3，000fpm）；柔印的耐印力不高，印刷速度也一般（1,000fpm）;而凹印的耐印力极高，印速也很高（3,000fpm）。然而，平版印刷的版材（Al版）成本很低，凹版（雕刻金属版）的成本却很高。无水平印是一种特殊的平印工艺，与传统平印相比它不需要润版液。在平印中，润版液（表面能在40dynes/cm）用于润湿印版，在非图文部分（72dyne/cm）均匀铺展，以减少非图文部分的化学亲合力，并避免在图文部分产生水珠。这些水珠会使油墨发生乳化。在无水平印中，印版上图文部分和非图文部分有不同的表面化学性质和表面能（非图文部分22dyne/cm，图文部分40dynes/cm），使油墨只润湿图文部分，这样就避免了使用润版液。润版液给印刷机停机和故障检查带来很多麻烦。

　　随着数字化革命的到来，印数在5000-10000份的按需彩色印刷发展很快。这个市场填补了普通胶印（>10000份）和基于色粉的印刷（喷墨打印）（<500份）的不足。现在研究的焦点就在无水平印，而且还要通过对这个环保的、水溶性和可水洗性浆状油墨新家族进行科学性和技术性介绍，来掌握此间对市场的需求。研究的重点在于这种单张纸胶印浆状油墨的流变性，以及为了保证它有良好的可印性、印刷性能和印刷适性而进行的实验方法。为了提高油墨的流变性，可以对用连续流动和串墨的方法所得的数据进行讨论。此外，还将讨论结构性能与印刷光泽度结合起来建立的模型和它们之间的相互关系。毕竟，光泽度是油墨印刷适性的一个重要方面。现在已经发现第一批印刷适性良好、又不存在生产问题的可水洗无水油墨，其耐磨性优于普通的无水油墨，而且是在印刷五分钟后进行测定的。

　　由于版材生产困难、成本高、印刷车间需要用溶剂、印刷过程中需要控制墨辊温度等因素的影响，无水平印的市场是有限的。而这种新型胶印油墨的引入为无水平印提供了新的机会。在新的印刷车间里不用VOC，不需要控制温度，印版的成本也有可能下降。新配方材料的引入可能使未来的研发工作不受任何限制。

进行实验
　　一种能通过TA设备控制的应变流动仪AR1000N已经用于测定流动性和串墨性。这里采用标准圆锥和印版几何结构（直径4cm/角度2˚）。引入触变性需要在测量前得到以前的标准化值。否则，重复测试会减弱可复制性。通过在两个同样的斜面或纵剖面上进行实验比较，可以获得测量稳定态。

　　流动性是描述应力与剪切率之间关系的物理量。在浆状油墨中，我们用一个可控制的剪切应力(δ)作用在浆状油墨上，产生一个速度梯度并使样品以一定的剪切速率γ剪切，所得样品的抗流动性就是粘度η=σ/γ。

　　串墨技术是一项非破坏性的测试，它需要同时测量一个样品的粘性形变和弹性形变。以某一定义好的幅度和周期正弦表示（应力）输入，输出（应变）也用定义好的幅度和周期表示。除非把样品看作是理想的弹性介质（Hookean 材料），否则，通常情况下，输入/输出(应力/应变)之间会有一个相位差，这个相位差被定义为相位角“δ”。在定义上，弹性模量G′=(τ0/γ0)cosδ，粘性模量G″=(τ0/γ0)sinδ，tanδ=G″/G′。

　　耐摩擦力是用Sutherland Rub测试仪测量的，测试重量是4lbs.,50个摩擦周期，测试在Prufbau印刷机上以相同的印刷密度印刷5 分钟后的产品，与测量在24小时后的产品得到相同的结果。

结论和讨论
　　油墨的配方(颜料，树脂，油墨油和辅助剂)中，最重要的组分就是树脂。树脂的作用是分散颜料，使颜料能转移并粘附在片基上，使油墨具有一定的光泽度，耐磨性和抗水性，并保持薄膜的柔软性。我们使用聚合物，不论是聚丙烯类物质（聚丙烯酸脂，聚甲基丙烯酸甲脂，聚苯乙烯）还是树脂，都需要有一些标准。以保证油墨的性质，包括油墨的成本,干燥性质，凝固速度，光泽度和耐磨性等与印刷相适应。

　　现在已经生产出两种具有不同化学性能的无水油墨，与普通的无水油墨相比：一种是水基胶印油墨A，光泽度不高，另一种是光泽度很高的油墨B。

　　我们通过两个实验的数据来确定油墨的流变性对印品光泽度的影响。一个实验是油墨的连续流动实验，是个静态过程；另外一个是墨辊上油墨的流动性，是一个动态过程。光泽度是一个很复杂的参数，与许多因素有关，比如粘性、油墨的配方(连结料、颜料、颜料的聚集态)、印刷密度、印刷速度、干燥类型、干燥条件、片基的粗糙度等等。这个实验得出了印刷适性的一个重要方面：流变性质对光泽度的影响。在耐磨性测试中也会得到关于第一批可水洗无水油墨性质的重要结果。

[时间：2001-04-16  作者：必胜网  来源：必胜网]